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超临界CO_2萃取法与水蒸气蒸馏法提取凤尾草挥发油化学成分的比较



全 文 :drug transport activicity of Pglycorprotein in multidrug-re-
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超临界 CO2 萃取法与水蒸气蒸馏法提取
凤尾草挥发油化学成分的比较
陈 锋1,陈 欢2,李舒婕1,林敬明1* ,王兆玉2*
(1. 南方医科大学珠江医院药剂科,广东 广州 510282;2. 广东药学院生命科学与生物制药学院广东省生
物技术候选药物研究重点实验室,广东 广州 510006)
摘要 目的:考察超临界 CO2 萃取法(SFE-CO2 法)和水蒸气蒸馏法(SD法)提取的凤尾草挥发油化学成分差
别。方法:采用 SFE-CO2 法和 SD法提取凤尾草中的挥发油,用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析鉴定其化学成
分,用面积归一化法测定各化合物的相对含量。结果:从 SFE-CO2 法提取的挥发油中鉴定出 27 种成分,从 SD法提
取的挥发油中鉴定出 45 种成分,两者共有成分 11 种。结论:两种方法提取得到的挥发油化学成分及相对含量有
明显差异。
关键词 凤尾草;挥发油;超临界 CO2 萃取法;水蒸气蒸馏法;GC-MS
中图分类号:R284. 1 /R284. 2 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2013)08-1270-05
收稿日期:2013-05-13
基金项目:国家自然科学基金(31201236) ;广东科技厅科技引导项目计划(2011B031700002) ;广州科信局应用基础研究专项
(12C32121594) ;广东省中医药局科研基金(20121124)
作者简介:陈锋(1987-) ,男,在读硕士研究生,专业方向:天然药物的研究开发与临床药学;E-mail:chenfeng871224@ 163. com。
* 通讯作者:林敬明,E-mail:linjm1231@ 163. com;王兆玉,E-mail:waugzhaoyu77@ yahoo. com. cn。
Comparison of the Chemical Components of Essential Oil Extracted by Supercritical
CO2 Fluid and Steam Distillation from Pteris multifida
CHEN Feng1,CHEN Huan2,LI Shu-jie1,LIN Jing-ming1,WANG Zhao-yu2
(1. Department of Pharmacy,Zhujiang Hospital,Southern Medical University,Guangzhou 510282,China;2. Guangdong Provincial Key
Laboratory of Biotechnology Candidate Drug Research,School of Life Science and Biopharmacology,Guangdong Pharmaceutical Univer-
sity,Guangzhou 510006,China)
Abstract Objective:To compare the chemical components of essential oil extracted by supercritical CO2 fluid extraction(SFE-
CO2)and steam distillation extraction(SD)from Pteris multifida. Methods:The essential oil of Pteris multifida was extracted by SFE-
CO2 and SD. The chemical components of essential oil were separated and analyzed by GC-MS. Their relative contents were determined
by normalization of peak area. Results:Twenty - seven compounds in the essential oil extracted by SFE-CO2 and 45 compounds in the
essential oil extracted by SD were identified respectively. There were 11 common components. Conclusion:The chemical components of
essential oil extracted by SFE-CO2 are different from that extracted by SD.
Key words Pteris multifida Poir.;Essential oil;SFE-CO2;SD;GC-MS
·0721· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 36 卷第 8 期 2013 年 8 月
DOI:10.13863/j.issn1001-4454.2013.08.019
凤尾草,又名山鸡尾、井栏边草、铁脚鸡等,系凤
尾蕨科植物凤尾草 Pteris multifida Poir. 的全株。主
要分布于贵州、浙江、江苏、福建、广东、广西、湖南、
陕西等地,生长于墙壁、井边及石灰岩缝隙或灌丛
下〔1〕。性寒,味淡、微苦,归大肠、肝、心经,具有清
热利湿、消肿解毒、凉血止血等功效,主治痢疾、泄
泻、带下、黄疸、疔疮肿毒、腮腺炎、乳腺炎、蛇虫咬伤
及外伤出血等疾病〔2〕。本文拟采用 GC-MS 法分析
SFE-CO2 法与 SD 法提取凤尾草挥发油的化学成
分,并比较两种方法提取的挥发性成分的差异,以期
为凤尾草的进一步研究、开发和利用提供科学依据。
1 仪器与材料
1. 1 仪器 SFE-100ml 型超临界 CO2 萃取装置
(广州汉维冷气机电有限公司) ;BL-2000S 型精密电
子天平(西特传感技术天津有限公司) ;DG120C 型
高速中药材粉碎机(浙江省瑞安市春海药材器械
厂) ;DB-5MS 型毛细石英管柱(美国 J&W 公司) ;
HP6890 /5973 型气相色谱质谱联用仪(美国 Agilent
公司)。
1. 2 材料 凤尾草购自广州市药材公司,经广州
珠江医院药剂科张守尧教授鉴定为凤尾蕨科植物凤
尾草 Pteris multifida Poir. 的干燥全草,粉碎后过 2
号筛,储存备用;食品级 CO2(质量分数为 99. 99%)
购自普莱克斯(惠州)工业气体有限公司广州分公司;
实验用试剂均为分析纯,色谱用试剂均为色谱纯。
2 方法
2. 1 凤尾草挥发油的提取
2. 1. 1 SFE-CO2 法:称取凤尾草药材粗粉 20 g,置
萃取釜中按以下操作流程及条件进行萃取。操作流
程:CO2 钢瓶→冷冻系统→高压泵→萃取釜→解析
釜Ⅰ→解析釜Ⅱ→循环。萃取条件:萃取釜压力为
30 MPa,温度为 45 ℃;解析釜Ⅰ压力为 12 MPa,温
度为 40 ℃;解析釜Ⅱ压力为 6 MPa,温度为 30 ℃;
萃取时间为 90 min。得到的萃取物为淡黄色具有特
殊香气的油状液体。按上述方法重复 3 次,分别计
算得油率,平均得油率为 0. 16%。
2. 1. 2 SD法:称取凤尾草药材粗粉 300 g,按中国
药典 2010 年版一部附录 XD挥发油测定法进行,连
续蒸馏 8 h,收集挥发油。按上述方法重复 3 次,分
别计算得油率,平均得油率为 0. 06%。
2. 2 样品的制备〔3〕 分析前将两种方法提取的挥
发油用无水硫酸钠脱水,精密量取 100 μL挥发油分
别置于 1 mL量瓶中,加入乙酸乙酯稀释至刻度,摇
匀,分别精密吸取 1 μL 注入气质联用仪,按照下述
条件进行测定。
2. 3 GC-MS测定条件
2. 3. 1 气相色谱条件:色谱柱为 DB-5MS 毛细石
英管柱(30 m ×250 μm ×0. 25 μm) ;手动进样,进样
量 1. 0 μL;进样口为分流模式,分流比 1∶ 1;进样口
温度 270 ℃;载气 He,载气为恒流模式,柱流速 1. 0
mL /min,平均线速 37 cm /s;升温程序为初始温度 80
℃,以 10 ℃ /min 升至 200 ℃,再以 5 ℃ /min 升至
280 ℃,保持 17 min,共计 45 min。
2. 3. 2 质谱条件:质谱电离能量 70 eV,电子倍增
管电压 1 847 V,离子源温度 230 ℃,四极杆温度
150 ℃,质量扫描范围m/z 30 ~ 550。使用数据库为
Wiley275、NIST05 数据库。
3 结果
按上述气相色谱条件进样后得到凤尾草挥发油
的总离子流图,在同一色谱条件下两种挥发油的化
学成分均得到了较好的分离,见图 1。对总离子流
图中的各峰进行质谱扫描,所得色谱信息和质谱信
息经计算机数据处理系统与谱库 (Wiley275、
NIST05)进行自动检索和人工检索、对照和解析,并
采用面积归一化法计算各成分在挥发油中的相对含
量。从 SFE-CO2 法提取的挥发油中共分离出 44 个
色谱峰,鉴定了其中 27 种成分,已鉴定成分占色谱
总积分峰面积的 81. 35%,其中相对含量最高的成
分是百秋李醇(23. 70%) ,其次是 3,6-二戊基-1,2-
二氢-1,2,4,5-四嗪(12. 51%)、棕榈酸(9. 94%)。
从 SD法提取的挥发油中共分离出 62 个色谱峰,鉴
定了其中 45 种成分,已鉴定成分占色谱总积分峰面
积的 90. 95%,其中相对含量最高的成分是棕榈酸
(41. 62%) ,其 次 是 油 酸 (6. 13%)、植 物 醇
(5. 60%)。分析结果见表 1。
4 讨论
SFE-CO2 法提取凤尾草挥发油的得率约为 SD
法的 2. 7 倍。其主要原因可能是 SD 法提取挥发油
需对药材进行长时间的高温加热,且为一开放系统,
其过程易造成对热不稳定及易氧化成分的破坏;而
SFE-CO2 法在提取挥发油的过程中,萃取能力强,萃
取温度较低,系统封闭,可避免对热不稳定及易氧化
成分的破坏,故其得率高。
由表 1 可知,本文所鉴别的凤尾草挥发性成分
与程存归等〔4〕报道的有一定差异,这可能与地理区
域差异和提取部位不同有关。本实验所用凤尾草产
地为广东,而程存归等所报道的凤尾草采自浙江。
两种凤尾草可能由于地理环境、气候条件的不同而
存在种间差异,导致其挥发油的化学成分有所差异。
同时程存归等报道的凤尾草挥发油是用凤尾草地上
·1721·Journal of Chinese Medicinal Materials 第 36 卷第 8 期 2013 年 8 月
图 1 凤尾草挥发油的 GC-MS总离子流图
A. SFE-CO2 法 B. SD法
表 1 SFE-CO2 法和 SD法提取的凤尾草挥发油化学成分对比
序号 化合物名称 分子式 分子量
相对含量 /%
SFE-CO2 法 SD法
1 D-薄荷醇 C10H20O 156 - 1. 08
2 1,1,6-三甲基-1,2-二氢化萘 C13H16 172 - 0. 15
3 大马士酮 C13H18O 190 - 0. 24
4 六氢假紫罗酮 C13H26O 198 - 0. 56
5 α-紫罗兰酮 C13H20O 192 - 0. 20
6 石竹烯 C15H24 204 0. 18 -
7 2-(1-庚烯基)-6-甲基吡嗪 C12H18N2 190 - 0. 27
8 α-愈创木烯 C15H24 204 0. 71 -
9 香叶基丙酮 C13H22O 194 - 0. 27
10 2,3,7-三甲基癸烷 C13H28 184 - 0. 28
11 西车烯 C15H24 204 0. 94 0. 27
12 环十二烷 C12H24 168 - 0. 17
13 α-绿叶烯 C15H24 204 0. 85 -
14 β-紫罗兰酮 C13H20O 192 - 0. 57
·2721· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 36 卷第 8 期 2013 年 8 月
续表 1
序号 化合物名称 分子式 分子量
相对含量 /%
SFE-CO2 法 SD法
15 十五烷 C15H32 212 - 0. 29
16 β-瑟林烯 C15H24 204 - 0. 50
17 δ-愈创木烯 C15H24 204 1. 02 0. 36
18 γ-杜松烯 C15H24 204 - 0. 44
19 卡拉烯 C15H22 202 - 0. 30
20 α-去二氢菖蒲烯 C15H20 200 - 0. 18
21 橙花叔醇 C15H26O 222 - 0. 51
22 2,5-二甲基-2-十一碳烯 C13H26 182 - 0. 31
23 氧化石竹烯 C15H24O 220 0. 72 -
24 十六烷 C16H34 226 - 0. 93
25 α-雪松醇 C15H26O 222 - 0. 63
26 蓝桉醇 C15H26O 222 1. 55 -
27 白千层醇 C15H26O 222 1. 21 0. 38
28 δ-杜松烯 C15H24 204 - 1. 01
29 喇叭茶醇 C15H26O 222 - 1. 81
30 广藿香奥醇 C16H28O 236 4. 20 -
31 1,4-二甲基-7-(1-甲基乙基)薁 C15H18 198 - 1. 05
32 百秋李醇 C15H26O 222 23. 70 1. 58
33 1,1-二甲苯基乙烷 C16H18 210 - 0. 91
34 马兜铃酮 C15H22O 218 1. 47 -
35 1,1,2-三甲基环十一烷 C14H28 196 - 0. 37
36 3,6-二戊基-1,2-二氢-1,2,4,5-四嗪 C12H24N4 224 12. 51 -
37 反-7-十四碳烯 C14H28 196 - 0. 70
38 α-大西洋酮 C15H22O 218 2. 38 -
39 十四酸 C14H28O2 228 - 1. 14
40 菲 C14H10 178 - 0. 26
41 六氢法呢基丙酮 C18H36O 268 0. 93 4. 91
42 异丁基邻苯二甲酸酯 C16H22O4 278 - 2. 26
43 新植二烯 C20H38 278 - 0. 21
44 金合欢基丙酮 C18H30O 262 - 0. 74
45 棕榈酸甲酯 C17H34O2 270 - 0. 30
46 异植醇 C20H40O 296 - 2. 58
47 邻苯二甲酸二丁酯 C16H22O4 278 - 1. 31
48 棕榈酸 C16H32O2 256 9. 94 41. 62
49 棕榈酸乙酯 C18H36O2 284 2. 11 -
50 十七酸 C17H34O2 270 0. 30 0. 68
51 1-十八烯 C18H36 252 - 0. 42
52 植物醇 C20H40O 296 1. 03 5. 60
53 亚油酸 C18H32O2 280 3. 60 5. 10
·3721·Journal of Chinese Medicinal Materials 第 36 卷第 8 期 2013 年 8 月
续表 1
序号 化合物名称 分子式 分子量
相对含量 /%
SFE-CO2 法 SD法
54 油酸 C18H34O2 282 4. 57 6. 13
55 亚油酸乙酯 C20H36O2 308 0. 70 -
56 硬脂酸 C18H36O2 284 2. 41 1. 37
57 大黄素甲醚 C16H12O5 284 0. 48 -
58 角鲨烯 C30H50 410 0. 93 -
59 栎精-3,7,3,4-四甲醚 C19H18O7 358 0. 91 -
60 豆甾醇 C29H48O 412 0. 65 -
61 穿贝海绵甾醇 C29H50O 414 1. 35 -
部分提取的,而本实验所提取的是全草中的挥发油。
由于提取部位的不同,也是所得挥发油成分不同的
原因之一。
将 SFE-CO2 法和 SD法提取的挥发油化学成分
进行比较发现,两种方法所得的挥发性成分的类型
均以脂肪族为主,但共有成分只有 11 种,占 SFE-
CO2 法提取的挥发油总量的 49. 65%,占 SD 法提取
的挥发油总量的 68. 00%。在 SFE-CO2 法提取的挥
发油中相对含量最高的 3 种共有成分分别为百秋李
醇(23. 70%)、棕榈酸(9. 94%)、油酸(4. 57) ,而这
3 种成分在 SD 法提取的挥发油中分别占 1. 58%、
41. 62%、6. 13%。
综上所述,SFE-CO2 法与 SD 法提取得到的挥
发油化学成分及相对含量有明显差异。本实验通过
对比分析 SFE-CO2 法与 SD法提取凤尾草挥发油化
学成分的差异性,旨在为进一步了解凤尾草挥发油
化学成分及其开发应用提供科学依据。
参 考 文 献
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出版社,1985:487-489.
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蒸馏法提取凉粉草挥发油及其 GC-MS 分析[J]. 中药
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四方藤中甾体及三萜类成分研究
潘光玉,李雯霏,罗 培,覃江克* ,苏桂发
(广西师范大学化学化工学院 /药用资源与药物分子工程教育部重点实验室,广西 桂林 541004)
摘要 目的:对民族药四方藤的化学成分进行研究。方法:采用硅胶柱层析对四方藤乙酸乙酯部位的化学成
分进行分离,根据化合物的理化性质和波谱数据鉴定其结构。结果:从四方藤中的乙酸乙酯部位分离得到 5 个甾
体类化合物和 2 个三萜类化合物,分别鉴定为:豆甾醇(1)、豆甾醇乙酸酯(2)、Δ5,22 -豆甾醇-3-O-β-D-葡萄糖苷(3)、
β-谷甾醇(4)、胡萝卜苷(5)、蒲公英赛酮(6)、齐墩果酸(7)。结论:除化合物 4、5 外,其余化合物均为首次从该植
物中分离得到,其中,化合物 1 ~ 3 为首次从该属植物中分离得到。
关键词 四方藤;甾体;三萜;化学成分
中图分类号:R284. 1 /R284. 2 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2013)08-1274-04
收稿日期:2013-02-01
基金项目:国家自然科学基金(21262006) ;广西医药人才小高地基金(1107) ;药用资源化学与药物分子工程教育部重点实验室开放基金
(桂科能 07109001-14)支持项目
作者简介:潘光玉(1977-) ,男,硕士,主要从事天然产物化学研究;Tel:13657768026,E-mail:panguangyu99@ sina. com。
* 通讯作者:覃江克,Tel:18807730696,E-mail:jiangkeq@ sina. com。
·4721· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 36 卷第 8 期 2013 年 8 月